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核能的利用与其对环境影响深解

俊强

随着化石燃料的不断消耗和人们对新能源的迫切可望于不断探索，核能凭借着其无空气污染，原料来源广，经济优势强等优势正不断走入人们的视野，在新能源领域中占据了重要的位置，成为了不可缺少的替代能源。

核能概述

1.核能（又称原子能，原子核能）是原子结构发生变化时释放出的能量。1905年爱因斯坦提出的相对论中指出：放射性元素在放出人肉眼看不到的射线后，变成别的元素，原子质量会有所减少，所损失的质量转变成巨大能量，遵循质能方程E=mc2,这就是核能的本质。核能的释放通常有两种方法：一种方式是重原子（235U,239Np）分裂成两个或多个较轻的原子核，产生链式反应释放巨大能量称为核裂变；另一种方式是两个较轻的原子核（如D,T）聚合成一个较重的原子核并释放出巨大的能量，称为核聚变。（核聚变由于反应条件要求太高，只能在实验室中进行，尚不能投产运营，下文中不作介绍，下文提到的核反映通指核裂变反映）

2.核能应用

核能对军事、经济、社会、政治等都有广泛而重大的影响。

在军事上核能可作为核武器，并用于航空母舰、核潜艇、原子发动机的动力源；在经济上，它的最广泛的用途就是替代化石燃料用于发电还有核能供热和核动力供应；在民用上，它作为放射源用于工业、农业、科研、医疗等领域。

核电技术

核电站的历史与现状

世界第一座核能发电站投入运营始于1954年6月27日，位于前苏联的奥布宁斯克，这是人类第一次把核能用于和平建设。此后，核电站如雨后春笋般先后在世界各国建立起来。60—70年代形成核电发展的高潮，然而从20世纪80年代开始，由于各种原因核能开始走入低潮，其中美国三里岛事故和前苏联切尔诺贝利事故使人们开始对核能的和平利用产生怀疑。

截止2007年全球有439座核电机组在运行，总装机容量为3.72亿千瓦（电功率）核电站全球电力生产总量的15%，而比例超过25%的国家有法国（78%）、立陶宛（73%）、比利时（58%）、保加利亚（47%）、斯洛伐克（47%）、瑞典（47%）、乌克兰（44%）、韩国（43%）、日本（35%）、德国（31%）；而正在运行的核电机组数目排列是美国（104）、法国（59）日本（54），英国（35）、俄罗斯（29）、德国（19）、韩国（16）、加拿大（14）。我国于1989年开始建设秦山核电站，于1991年并网发电，目前总装机容量达3000MW，之后我国还先继建设了田湾核电站、大亚湾核电站、岭澳核电站。

核能发电是目前世界上和平利用核能的重要途径，无论是从经济角度还是环保角度，核电都具有明显的优势。根据国际原子能机构所掌握的数据，预计到2030年核电能力将达到473000MW。与2008年相比，2030年的核电能力增长率将为27%。中国在核电站发展规划中也说：2020年我国核电总装机容量将达到32000MW,占电力总装机容量比例由2002年的1%上升到4%但与17%仍有很大差距。

核反应堆

核电站的核心是反应堆，它是提供能量的地方，相当于火电站的锅炉。目前世界上的上反应堆全部采用的是核裂变的反应堆，其中绝大部分是第一代的轻水堆（分为压水堆和沸水堆）以及重水堆。

压水堆的核电站一般是由核蒸汽供应系统和汽轮发电机系统组成。其中汽轮机系统部分也成为“常规岛”，它与火电站相似。核蒸汽供应系统也成为“核岛”，与火电站不同，主要有压水反应堆，蒸汽发生器，主泵，稳压器和冷却管道组成。

沸水堆没有汽轮发电机系统，而是直接是反应堆堆芯内的水沸腾，并送往汽轮机发电他的核蒸汽供应系统主要部件是反应堆容器及主泵管道等，没有这蒸汽发生器和稳压器。

重水堆即用重水（D2O）作为慢化剂的反应堆被称为重水反应堆。慢化剂（现在的反应堆几乎都用热中子，因此，慢化剂是不可缺少的组成部分）与中子相碰时不能使种子数量减少，而重水的中子吸收截面积小，慢化系数大，是非常优异的慢化剂，同时也可以作为冷却剂使用（重水与石墨并列是最常用的慢化剂）重水堆按结构可分为坎杜型重水堆，压力管式重水堆，MZFR压力容器式重水堆和普贤型重水慢化沸腾轻水冷却的重水堆。

此外还有高温冷气堆，快中子反应堆等多种裂变反应堆。

三.核能对环境的影响

核能一方面为社会提供了丰富的能量，核燃料物空气污染、无漏油问题，无漏天矿坑，物酸性矿坑水；但另一方面核废物的产生与处理也是一个亟待解决的重大问题，即放射性污染。

1.核电站对周围居民的辐射剂量是很少的，只相当于天然辐射剂量的1/5-1/6，但由于反应堆前后处理和车间释放的少量放射性通过水或空气特别是食物链的放大效应，如碘-131在甲状腺中、锶-90在肾中、铯-137在肌肉中的富集，会造成热体的慢性辐射，其后果相当严重。

2.反应堆除经常释放少量的放射性外还定期排放出大量放射性